фильтр для очистки воды

Формула изобретения

1. Фильтр для очистки воды, содержащий корпус, распределительную и сборную систему, минеральный зернистый фильтрующий материал, электроположительный и электроотрицательный электроды, отличающийся тем, что электроды выполнены в виде вертикально расположенных в фильтрующем материале стержней, причем электроотрицательные и электроположительные электроды образуют чередующиеся ряды, параллельные торцевой стенке корпуса, и расположены в шахматном порядке.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что электроотрицательные электроды выполнены из алюминия.

3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что электроположительные электроды выполнены из меди.

4. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что расстояние между электроположительными и электроотрицательными электродами составляет 200-240 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам скорых фильтров для очистки природных и сточных вод от цветности, мутности, железа, нефтепродуктов.

Известен скорый фильтр для очистки питьевых и сточных вод, содержащий цеолит в качестве сорбирующего материала. В теле фильтра размещены электроды, разделяющие слои сорбента, причем четные электроды подключены к отрицательному полюсу источника питания, нечетные электроды к положительному полюсу (патент РФ 2315647, МПК C02F 1/64). Устройство содержит одну или несколько соединенных параллельно колонок со смесью активированного угля или сульфоугля и цеолита.

Устройство имеет сложную конструкцию, большое количество сорбирующих и фильтрующих материалов, требует сложной регенерации разнообразных загрузочных материалов, требует затраты электроэнергии на поляризацию многочисленных электродов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электрохимический фильтр (Назаров В.Д., Назаров М.В. Очистка природных и сточных вод с применением электрохимических методов. // Вода и экология. Проблемы и решения. - 2006 г. - № 4, с.13-25). Скорый электрохимический фильтр имеет корпус, распределительную и сборную системы, такие же, как стандартные скорые фильтры с зернистой загрузкой. Отличительной особенностью электрохимических фильтров является то, что они загружены тремя слоями зернистых материалов, крайние из которых электропроводны и отличаются значением электродного потенциала, а средний слой представляет собой зернистый минеральный фильтрующий материал, например силицированный кальцит, при этом в теле фильтра создается электрохимический источник тока, под действием которого происходит растворение анодного материала с образованием коагулянта. Кроме того, за счет создания электрического поля в теле фильтра происходит поляризация зерен минерального фильтрующего материала, приводящая к увеличению способности фильтра задерживать механические примеси и эмульгированные нефтепродукты.

Недостатком скорого фильтра по прототипу является недостаточно высокий эффект очистки воды от загрязняющих веществ.

Задачей изобретения является повышение эффекта очистки природных и сточных вод от взвешенных веществ, железа, нефтепродуктов.

Поставленная задача решается тем, что фильтр для очистки воды, содержащий корпус, распределительную и сборную системы, минеральный зернистый фильтрующий материал, электроположительный и электроотрицательный электроды, согласно изобретению имеет электроды, выполнение в виде вертикально расположенных в фильтрующем материале стержней, причем электроотрицательные и электроположительные электроды образуют чередующиеся ряды, параллельные торцевой стенке корпуса, и расположены в шахматном порядке, при этом электроотрицательные электроды выполнены из алюминия, электроположительные электроды выполнены из меди, а расстояние между электроположительными и электроотрицательными электродами составляет 200-240 мм.

На чертеже представлен фильтр для очистки воды.

Фильтр имеет корпус 1 прямоугольной формы, в котором расположены распределительная 2 и сборная 3 системы. Фильтр загружен минеральным зернистым материалом, например силицированным кальцитом 4. В фильтрующем материале вертикально расположены электроды, образующие ряды, параллельные торцевым стенкам корпуса, причем ряды с электроотрицательными электродами 5 и с электроположительными электродами 6 чередуются. Электроотрицательные электроды 5 выполнены из алюминиевых стержней, электроположительные электроды 6 выполнены из медных стержней. Распределительная система 2 соединена с водосборным лотком 7.

Устройство работает следующим образом. Природная или сточная вода подается в распределительную систему 2, выполненную в виде лотка. Вода переливается через кромку лотка, заполняет корпус фильтра, фильтруется сквозь зернистый материал 4. Диспергированные твердые и жидкие частицы (механические примеси, жиры, нефтепродукты) осаждаются в зернистом материале за счет действия молекулярных сил. В зернистом материале расположены две системы электродов: из электроотрицательных металлов 5 и из электроположительных металлов 6. Между электродами в воде возникает разность потенциалов, приводящая к образованию электрического поля. При этом происходит поляризация зерен фильтрующего материала и появление связанного заряда на поверхности зерен. Диспергированные в воде частицы загрязняющих веществ, имеющие положительные или отрицательные заряды, дополнительно закрепляются в фильтрующем материале за счет действия электростатических сил. Кроме того, происходит растворение электроотрицательного электрода с образованием коагулянта, улучшающего эффект очистки воды.

Очищаемая вода фильтруется в зернистом материале в направлении сверху вниз, отводится с помощью сборной системы 3.

Регенерация фильтрующего материала производится обратным током воды из сборной системы 3 в распределительную систему 2 и далее в лоток 7, из которого промывная вода отводится на очистку.

Электроды 5 и 6 расположены в шахматном порядке, что позволяет разместить их так, чтобы расстояние между соседними электродами было бы одинаковым. Как показано в работе (Назаров М.В. Очистка природных и сточных вод с применением электрохимических методов. Автореферат канд. дисс. - Уфа, 2008. - см. с.15), оптимальным расстоянием между электродами в зависимости от солесодержания является 200-240 мм.

Пример реализации устройства

Проводили опыты на натурной воде р.Обь. Вода не соответствует питьевому качеству по цветности, мутности, железу, нефтепродуктам.

Результаты опытов приведены в таблице. Воду фильтровали со скоростью 5 м/ч.

Загрязняющие вещества	Содержание
Исходное	Конечное по прототипу	Конечное по изобретению
Цветность, град.	48	20	16
Мутность, мг/л	1,65	0,26	0,20
Железо, мг/л	2,0	0,16	0,09
Нефтепродукты, мг/л	1,80	0,10	0,03

Из приведенных данных следует, что качество очищенных вод по изобретению выше по всем показателям относительно прототипа.